(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221072097 7.5 (22)申请日 2022.06.24 (71)申请人 季华实验室 地址 528200 广东省佛山市南海区桂城街 道环岛南路28号 (72)发明人 汪伟　毕海　 (74)专利代理 机构 深圳市世纪恒程知识产权代 理事务所 4 4287 专利代理师 何秋石 (51)Int.Cl. G02B 27/28(2006.01) H04N 5/225(2006.01) (54)发明名称 基于光场结构的偏振成像方法、 装置、 偏振 相机及介质 (57)摘要 本发明公开了一种基于光场结构的偏振成 像方法、 装置、 偏振相机及介质， 通过使用偏振片 阵列和针孔阵列实现多个不同偏振方向的初始 偏振光信息的同时采集， 不仅解决了偏振光信息 采集存在的不便捷性， 还提升了采集速度， 通过 针孔阵列 将偏振片阵列成像到光电探测器中， 使 得输出的偏振图像具有高空间分辨率， 避免需使 用微偏振片存在的制作难度和成本居高不小的 情况， 同时， 采用单偏振方向子单元近似预处理 法或多空间像素单元子单元拟合插值预处理法 的预处理的方法对初始偏振光信息进行预处理， 也能在无需微偏振片的情况下提升偏振图像的 高空间分辨率， 使得偏振相机能够同时满足高探 测成像速度、 高空间分辨率的偏振图像成像需求 和便捷性的产线检测需求。 权利要求书2页 说明书9页 附图4页 CN 114815279 A 2022.07.29 CN 114815279 A 1.一种基于光场结构的偏振成像方法， 其特征在于， 所述光场结构包括在入光方向上 依次设置的物镜、 偏振片阵列、 针孔阵列和光电探测器， 所述基于光场结构的偏振成像方法 包括以下步骤： 通过所述物镜将待成像目标经由所述针孔阵列成像到所述光电探测器上， 形成空间像 素单元； 通过所述针孔阵列将所述偏振片阵列成像到所述光电探测器上， 与 所述空间像素单元 结合形成初始偏振光信息， 并对所述初始偏振光信息进行预处理后， 得到待计算偏振光信 息； 通过对所述待计算偏振光信息进行计算， 获得计算结果， 并基于所述计算结果输出偏 振图像。 2.如权利要求1所述的基于光场结构的偏振成像方法， 其特征在于， 所述对所述初始偏 振光信息进行 预处理后， 得到待计算偏振光信息的步骤 包括： 通过单偏振方向子单元近似预处理法对所述初始偏振光信 息进行预处理， 得到待计算 偏振光信息 。 3.如权利要求1所述的基于光场结构的偏振成像方法， 其特征在于， 所述对所述初始偏 振光信息进行 预处理后， 得到待计算偏振光信息的步骤 包括： 通过多空间像素单元子单元拟合插值预处理法对所述初始偏振光信 息进行预处理， 得 到待计算偏振光信息 。 4.如权利要求1所述的基于光场结构的偏振成像方法， 其特征在于， 所述通过对所述待 计算偏振光信息进行计算， 获得计算结果， 并基于所述计算结果输出偏振图的步骤 包括： 通过斯托克斯方程对所述待计算偏振光信息进行计算， 获得偏振角和偏振度， 基于所 述偏振角和所述偏振度的计算结果输出偏振角图像和偏振度图像。 5.如权利要求1所述的基于光场结构的偏振成像方法， 其特征在于， 所述通过对所述待 计算偏振光信息进行计算， 获得计算结果， 并基于所述计算结果输出偏振图的步骤 包括： 通过对所述待计算偏振光信息进行计算， 获得预设偏振方向上的灰度数据结果， 并基 于所述灰度数据结果输出偏振灰度图。 6.一种偏振成像装置， 其特征在于， 所述偏振成像装置用于如权利要求1至5中任一项 所述的基于光场结构的偏振成像方法， 所述偏振成像装置包括偏振光成像单元和数据与图 像处理单元； 所述偏振光成像单元， 用于通过所述物镜将待成像目标经由所述针孔阵列成像到所述 光电探测器上， 形成空间像素单元后， 通过所述针孔阵列将所述偏振片阵列成像到所述光 电探测器上， 与所述空间像素 单元结合形成初始偏振光信息； 所述数据与图像处理单元， 用于对所述初始偏振光信息进行预处理后， 得到待计算偏 振光信息， 并通过对 所述待计算偏振光信息进行计算， 获得计算结果， 并基于所述计算结果 输出偏振图像。 7.如权利要求6所述的偏振成像装置， 其特征在于， 所述数据与图像处理单元包括偏振 光信息预处 理模块和偏振图像输出模块； 所述偏振光信 息预处理模块， 用于通过单偏振方向子单元近似预处理法或多空间像素 单元子单元拟合插值预处理法对所述初始偏振光信息进行预处理， 得到待计算偏振光信权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114815279 A 2息； 所述偏振图像输出模块， 用于通过斯托克斯方程对所述待计算偏振光信息进行计算， 获得偏振角和偏振度， 基于所述偏振角和所述偏振度的计算结果输出偏振角图像和偏振度 图像； 所述偏振图像输出模块， 还用于通过对所述待计算偏振光信息进行计算， 获得预设偏 振方向上的灰度数据结果， 并基于所述灰度数据结果输出偏振灰度图。 8.如权利要求6所述的偏振成像装置， 其特征在于， 所述偏振光成像单元包括光场装置 模块和小孔成像模块， 所述光场装置模块包括物镜、 放置在所述物镜的像面上 的针孔阵列 和放置在所述针孔阵列后方的光电探测器； 所述小孔成像模块包括放置在所述物镜的孔径 处的偏振片阵列、 放置在所述物镜的像 面上的针孔阵列和放置在所述针孔阵列后方的光电探测器阵列。 9.一种偏振相机， 其特征在于， 所述偏振相机包括如权利要求6至8任意一项所述的偏 振成像装置、 存储器、 处理器及 存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序， 所述处 理器执行所述计算机程序时实现权利要求 1‑5中任一项所述的基于光场结构的偏振成像方 法的步骤。 10.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质上存储有计算机 程序， 所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1 ‑5中任一项所述的基于光场结构的 偏振成像方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114815279 A 3